一、交流同步起动发电机在变频起动中机械特性的分析与计算（论文文献综述）
王涛[1]（2020）在《发电电动机励磁回路连线和引线动应力分析》文中提出目前和今后相当一段时期内,抽水蓄能是被各国普遍采用的较为成熟的超大规模储能方式,对保障电网安全运行以及消纳新能源有不可替代的作用。与一般的水轮发电机相比,抽水蓄能电站使用的发电电动机需要频繁的启停机和发电电动工况转换,造成转子部件所受的机械应力变化较大。磁极连接线是水轮发电机磁极的重要部件,磁极线圈之间用极间连接线和磁极引出线相连接以构成励磁绕组。转子励磁引线是位于滑环与转子首个磁极和滑环与末端磁极之间,为转子磁极提供励磁电流的结构。最近几年,国内抽水蓄能电站发电电动机磁极连接线与励磁引线结构频繁发生故障,严重威胁发电电动机的安全运行。这说明,在发电电动机磁极连接线与励磁引线的结构设计中,应充分考虑复杂机械和电气条件对可靠性的影响,明确结构中的薄弱部位,在设计和装配中采取相应的措施规避风险。这将有利于抽水蓄能机组的高效稳定运行。本文通过建立机械和电磁有限元模型,计算发电电动机励磁回路连（引）线动应力,充分考虑结构部件、运行环境对边界条件、载荷的影响,分析三台模型机组发电电动机中的三种典型磁极连接线结构与两种典型励磁引线结构在不同运行环境下的动应力特点。整体思路是:采用有限元商业软件,建立不同运行工况和工况转换条件下不同结构形式磁极连（引）线的电磁和机械模型,并考虑温度变化的影响,实现应力和疲劳损耗的计算。本文将做以下具体工作:根据模型机设计参数及图纸,建立电机整体（包括定子铁心、电枢绕组,转子铁心、阻尼绕组和励磁绕组）的二维电磁时步有限元模型,对一些没有监测数据的工况和工况转换（例如三相突然短路）,利用二维电磁时步有限元模型计算出电枢电流和励磁电流的波形;建立磁极连（引）线及周围结构的三维或二维电磁模型,将励磁电流输入该模型,计算磁极连（引）线电磁应力。对有监测数据的工况,直接将监测的励磁电流输入电磁模型;对没有监测数据的工况,将采用二维模型计算得到的励磁电流输入三维模型,并将计算出的磁极连（引）线电磁应力与计算出的离心应力作比较,评估电磁力对磁极连（引）线运行寿命的影响;建立磁极连（引）线的三维机械模型,根据不同工况和工况转换条件下转速的实测数据,以及模型机的结构特点设置仿真的运行与边界条件,计算磁极连（引）线由于旋转受到的离心应力;对不同工况和工况转换条件,将之前计算得到的磁极连（引）线电磁应力和机械应力叠加,得到总的受力,并考虑不同温度条件下应力的变化,从而对磁极连（引）线结构的安全性做出评估。在上述工作的基础上,改变已搭建好的磁极连接线模型的关键结构参数,计算不同参数磁极连接线应力,并完成其中一个模型机组连接线的疲劳损耗计算。根据计算结果进行评估,给出结构参数的改进建议。考虑到不同磁极连接件结构在不同转速、不同容量/功率的发电电动机和不同运行条件下可能有不同的运行特点,本文将三台模型机组发电电动机的三种典型磁极连接线结构通过等比例缩放的方式,应用在16个不同发电电动机中,计算磁极连接线在这些机组条件下的应力分布,并分析其在不同类型发电电动机上的适用性。
刘路[2]（2020）在《五相感应电机起动/发电系统起动控制研究》文中研究说明多电飞机的出现,解决了传统飞机二次能源带来的空间紧张、可靠性低等问题,提高了飞机的可靠性,其中多电飞机的一项重要技术就是起动/发电技术。随着飞机电源系统的发展,高压直流电源系统已经成为研究热点。感应电机尤其多相感应电机因其结构简单可靠性高等优点,成为高压直流电源系统的可选择方案之一。本文在多电飞机高压直流起动/发电系统背景下,结合多电发动机起动过程中的机械特性,研究了五相感应电机高压直流起动/发电系统的起动控制及实现过程。多电发动机作为起动/发电机起动阶段的负载,其机械特性会发生变化。本文以五相感应电机作为起动/发电机,首先研究了多电发动机起动过程中机械特性变化过程,然后介绍了五相感应电机起动/发电系统运行过程,最后分析了五相感应电机数学模型和五相感应电机定子磁链定向矢量控制技术,为后续研究奠定了基础。五相感应电机起动要求在零速和低速下能够提供所需的起动转矩,并且能够使多电发动机转速达到脱离速。针对以上要求,本文提出了一种基于定子磁链定向的起动控制策略。首先结合五相感应电机定子磁链定向控制特点,设计解耦器,实现了定子电流解耦。然后对几种定子磁链观测模型进行分析,设计了一种符合起动控制要求的定子磁链观测方案。此外,设计调节器对系统进行调节。同时由于选用的感应电机为五相,所以选择了合适的五相SVPWM算法。仿真和实验结果表明,本文所提出的五相感应电机起动/发电系统起动控制策略能够满足多电发动机起动要求。真实的多电发动机不易得到,为了便于开展实验研究,需要对多电发动机机械特性模拟方法进行研究。本文首先确定了需要模拟的变化量,即转速和转矩,通过对发动机起动特性规律进行总结,提出了一种机械特性模拟方法。然后选择普通三相异步电机作为原动机,通过矢量控制技术控制原动机输出需要模拟的转速和转矩变化过程。仿真和实验结果验证了该模拟策略能够实现对多电发动机机械特性的模拟。为对本文所提出的起动控制方案进行验证,搭建了一套五相感应电机起动/发电系统起动控制实验平台。主要包括多电发动机机械特性模拟装置和五相感应电机起动/发电系统起动控制器两大部分。基于此实验平台开展了起动控制实验,实验结果与仿真结果一致,从而验证了本文所提出的起动控制策略的正确性和可行性。
傅鑫[3]（2019）在《HXN3K型客运内燃机车交流传动系统方案设计》文中提出内燃机车的牵引传动系统是表现机车性能的最重要的部件之一,其性能的优劣将直接影响柴油机的经济性。本文以HXN3K型客运内燃机车交流传动系统研发设计为背景,对可回收再生制动能量的主辅一体牵引传动系统进行研究,主要有以下内容:针对内燃机车再生制动时能量无法回收的情况,本文提出了主辅一体交流传动系统方案,将机车再生制动所产生能量回馈给辅助供电系统,实现再生制动能量的回收利用。并通过直流斩波模块实现了对再生能量的再分配。在HXN3K型客运内燃机车交流传动系统方案设计过程中,既要满足机车对牵引性能要求,同时要保证电传动装置先进的技术经济性指标,因此主电路提出牵引电机架控制方案。牵引变流器通过采用强迫风冷结构设计,大幅降低了设备布置空间。同时由于采用交流异步电机,使系统能够更好的满足牵引性能要求,提高了可靠性、减轻了重量。为了能更好的控制异步电机,基于间接磁场定向矢量控制算法,将交流电机的定子电流变换为定子励磁电流分量和定子转矩电流分量,从而使控制系统得到简化,牵引性能得到了提升。根据牵引性能计算完成了机车主要技术参数的确定,并通过对系统参数的匹配,完成了牵引传动系统主要部件的参数设计,完成辅助传动系统以及微机控制系统的方案设计。最后对HXN3K交流传动实验平台进行了介绍。通过在牵引仿真试验台对该方案进行联调试验,为后续微机控制软件的编写提供了重要的参考。HXN3K型内燃机车牵引传动系统通过对再生能量的利用,节约了燃油消耗,降低了排放。在保证系统传动高效的同时从经济性和可靠性角度出发,完成了主辅一体交流传动系统的方案设计。该方案中牵引系统和辅助系统共用中间直流环节的设计思想,对内燃机车储能式混合动力传动系统具有很好的研究和借鉴意义。
周兴伟[4]（2018）在《电励磁双凸极电机无位置传感器控制技术研究》文中提出随着多电飞机（MEA）的发展,航空起动发电机（SG）技术成为航空电源系统的关键技术。电励磁双凸极电机（DSEM）定转子均为凸极结构,转子上无永磁体及绕组,结构简单可靠,适合高温高速运行;此外,DSEM通过改变励磁电流即可实现发电输出电压调节,而且故障时通过切除励磁电流即可实现灭磁。因此,DSEM可构成一种极具竞争力的航空起动发电机。DSEM起动阶段电动运行的换相需要准确的电机转子位置信息,发电阶段发电运行的速度检测也可通过转子位置信息获取。传统电机系统中机械位置传感器的安装一方面增大了体积、成本,另一方面位置传感器是脆弱部件,易受高温、振动等环境因素的影响,降低了系统可靠性。因此,研究DSEM无位置传感器控制技术具有重要意义。本文针对DSEM电动运行的全速度范围无位置传感器控制技术展开研究,采用理论分析、仿真研究和实验验证相结合的方法,重点对DSEM转子初始位置估计及初始无反转起动方法、低速无位置传感器起动技术、低速阶段电机起动性能的提升及中高速DSEM无位置传感器控制技术进行研究。转子初始位置估计是实现电机无位置传感器运行的基础。根据DSEM自感随转子位置变化的特性,本文首先研究了基于检测脉冲注入的转子初始位置估计方法,并分析了检测脉冲宽度的选取准则。针对DSEM采用电励磁的特点,提出了一种基于励磁建压过程的转子初始位置估计技术,其利用DSEM三相电枢绕组与励磁绕组之间互感曲线的几何相似关系推导得到了转子初始位置角估计表达式。基于估计得到的转子初始位置角,本文提出DSEM边界扇区的概念,并研究了确保电机初始无反转起动的第一个加速脉冲选取方法。低速阶段无位置传感器起动技术是电机无位置传感器运行的难点。本文研究了“三段式”无位置传感器起动方法在DSEM的应用,详细分析了DSEM转子预定位位置,并在此基础上提出一种简化的DSEM“三段式”无位置传感器起动技术。根据DSEM自感随转子位置变化的特点,重点研究了基于脉冲注入的DSEM无位置传感器起动技术,提出了三种方法:（1）基于两相串联自感比较的无位置传感器起动技术;（2）基于当前导通相与换相导通相串联自感比较的无位置传感器起动技术;（3）基于两相自感比较的无位置传感器起动技术;并从转子位置估计精度、起动阶段输出电磁转矩、鲁棒性三个角度对所提起动方法进行了对比分析。现有基于脉冲注入的无位置传感器起动方法中一个脉冲注入周期仅进行一次转子扇区估计,存在一定换相延迟,获取DSEM实时转子位置角是消除上述换相延迟的有效途径。本文对起动阶段的DSEM转子位置角估计方法进行研究,根据DSEM三相电枢绕组自感曲线的几何相似关系推导得到了转子位置角的估计表达式,并研究了起动阶段DSEM绕组自感的测量方法。此外,本文还对DSEM非理想线性自感引起的转子位置角估计误差进行了分析,提出了一种基于DSEM边界扇区的补偿策略。在此基础上,为提高电机起动性能,本文对转子位置估计所需注入检测脉冲产生的电磁转矩进行了分析,提出了一种不产生负电磁转矩的检测脉冲优化选取方法。起动完成后,电机将长期运行于中高速阶段,该转速范围的无位置传感器控制对系统稳定运行至关重要。根据DSEM反电势随转子位置变化的特性,本文提出一种基于非导通相电压检测的中高速DSEM无位置传感器控制技术,其通过比较非导通相电压与换相阀值的大小关系进行换相位置估计,并对该无位置传感器控制模式下的DSEM提前角度换相控制进行了研究。由于DSEM最佳提前换相角的选取与电机参数、直流母线电压等多个参数相关,实际系统难以直接计算获得,根据最佳提前换相角下系统给定电流达到其最小值的特点,本文提出一种无需电机参数的DSEM提前换相角自优化控制方法。此外,考虑到电机中性点一般不引出,本文提出一种基于线电压差的DSEM中高速无位置传感器控制技术,并对磁阻反电势、低通滤波器引起的换相误差进行了分析,提出一种基于调节换相阀值的统一相位补偿策略。本文在一套基于RT-LAB半实物仿真系统的12/8极三相DSEM实验平台上验证了上述研究内容的正确性,为实现DSEM航空起动发电系统的无位置传感器控制奠定理论与技术基础。
刘鹏凯[5]（2017）在《抽水蓄能机组变频起动暂态过程监测方法研究》文中研究指明近年来,国内经济不断发展,供电需求量不断攀升,由于季节性和作息规律造成的用电峰谷差,会对电力系统产生很大的危害,不利于电网的稳定运行。随着能源互联网的加快构建,清洁能源发电方式将在电网中占据越来越大的比重。再加上特高压电网建设的快速推进,抽水蓄能的发展迎来了新的契机。目前,国内外大型抽水蓄能机组大多将静止变频起动作为主要起动方式。测量同步电机变频启动过程暂态电压和电流时,被测信号频率随时间变化,而现有基于传统过零检测法的相量测量算法是对工频信号进行测量,对于这类变频信号没有研究。对机组变频起动暂态过程的监测方法进行研究很有必要。本文首先对抽水蓄能机组变频起动过程进行了研究。首先以晶闸管组成的静止变频调速系统为研究对象,对机组起动原理进行介绍,分析了系统工作特性,表明了静止变频调速系统有着类似直流电动机的调速特性,具有良好的控制特性和较宽的调速范围。其次建立了机组在两相同步坐标系下的变频起动暂态过程数学模型,为数字仿真奠定理论基础。然后对抽水蓄能机组变频起动过程进行了分析,分析了机组起动励磁过程和控制过程,完成转速电流双闭环调节器的设计。然后介绍了抽水蓄能机组变频起动过程电压和电流波形,说明了现有的电能质量测试仪在测量机组电压有效值波形时出现了较大误差,进而引出基于极值优先过零法和基于变频时域分析法的变频系统监测方法,综合考虑两种检测方法的优缺点,选择使用极值优先过零法测量频率、暂态极值、衰减系数,使用时域分析法计算电压和电流的有效值、功率因数以及三相功率。最后,通过对机组变频起动过程进行建模和仿真,利用变频系统监测方法对仿真数据进行计算,结果证明了监测方法的正确性。为了进一步验证算法性能,在频率线性变化、频率正弦变化、幅值缓慢波动和频率振荡4种情况下对比分析了变频系统监测方法和传统离散傅里叶算法的性能。针对机组变频起动暂态过程监测存在的问题,搭建了基于变频系统监测方法的机组起动暂态过程监测系统。并对某次机组起动过程进行了监测,监测结果表明,变频系统监测方法能很好的测量机组起动过程主要物理量的变化情况。
于吉坤[6]（2017）在《高速永磁同步电机电磁分析与转子动力学研究》文中研究表明高速永磁同步电机（High Speed Permanent Magnet Synchronous Motor,HSPMSM）具有功率密度大、响应速度快和效率高等显着优点,广泛应用在机床主轴、空气压缩机、真空泵、分布式发电、飞轮储能和摩擦焊接等领域。由于工作频率较高,有限的功率器件开关频率导致变频器载波比较低,较少的电枢绕组匝数和较低永磁体磁导率导致高速永磁电机电感值较小,造成电枢绕组电流中出现丰富的高频谐波成分,增加电机高频电磁损耗,加重电机发热,降低电机效率和可靠性。另外旋转速度越快,转子系统涡动越强,两者越接近,振动和噪声越大,严重时会造成电机结构故障。本文以机床主轴用永磁同步电机为研究对象,以建立高速永磁同步电机电磁性能和机械性能分析方法、揭示磁场、损耗、电磁力和振动的产生机理、计算方法和影响规律为研究目标,开展电源谐波的分析、电磁损耗的计算、开槽电机磁场的解析和机电耦合转子动力学特性的研究。首先,分别建立理想和非理想的正弦和非正弦PWM逆变电路输出电压分析模型,结合HSPMSM数学模型,推导出HSPMSM相电压和相电流傅里叶级数表达式,归纳相电压和相电流的频谱分布规律,模型适用于分析计及采样规则、死区效应、延迟效应、脉宽限值和非整数载波比等复杂情况,并得到仿真和实验验证。将模型应用于PWM逆变电路控制策略的优化,开展谐波注入PWM调制方式对电流纹波抑制的研究,抑制效果通过实验验证。其次,建立计及PWM激励电源高频谐波的HSPMSM电磁损耗分析模型,具体包括线材绕组损耗分析模型、片材铁心损耗分析模型和分块导体涡流损耗模型,并详细推导准确计算各种电磁损耗公式。基于HSPMSM高频电磁损耗计算模型,对脉宽调制电压源、脉宽调制电流源、正弦电压源和正弦电流源供电条件下,HSPMSM的各电磁损耗进行比较,进一步揭示电机及控制系统参数对HSPMSM各电磁损耗影响规律,并通过电磁损耗和机械损耗的分离实验进行验证。再次,载流线圈采用代数化和集合化的处理方法,模拟电枢绕组和永磁体,推导无槽HSPMSM电枢反应磁场和永磁体励磁磁场的解析表达式。使用气隙比磁导描述HSPMSM开槽效应,利用镜像和保角变换,将S平面内有槽结构气隙域,经Z平面和W平面的映射,得到T平面内的等效无槽结构气隙域,并得到整个有槽HSPMSM的气隙比磁导表达式。无槽HSPMSM磁场和有槽HSPMSM气隙比磁导相乘,可以获得开槽HSPMSM磁场的解析表达式,进而解析计算电枢反应电感、反电动势、电磁力和齿槽转矩等HSPMSM的主要性能参数,解析结果利用有限元仿真结果验证。最后,高速电机转子系统等效为弹性轴、集中质量和弹簧单元的组合,将等效单元的动能和势能代入拉格朗日方程,得到单元自由运动模型,合成得到系统机电耦合自由运动模型,为研究转子系统涡动、临界转速和振型奠定了理论基础,总结高速转子系统结构参数对临界转速影响规律和敏感性。采用质量偏心激振源、阶跃激振源模拟高速转子系统受迫运行特性,分别推导离心力和驱动力作用时转子系统受迫运动方程,进而研究转子系统稳态响应和瞬态响应行为,指导高速电机转子系统的优化设计。
庄圣伦[7]（2017）在《基于双定子绕组异步电机的航空变频交流电源关键技术研究》文中指出近年来,随着多电/全电飞机的发展,对发电系统提出了扩大发电容量、提高发电品质和性能等要求。由于大型飞机中对频率不敏感的负载占总负载的50%以上,变频交流（VFAC）发电系统成为了大型民用飞机的首选。作为飞机电源系统中的核心部件,发电机应具备无刷化结构,此外,还应能方便构成起动/发电系统。双定子绕组异步发电机（DWIG）是近年来提出的一种新型异步机,与传统笼型异步电机相比,DWIG继承了笼型异步电机的天然无刷结构,区别在于定子上有两套绕组,一套称为功率绕组,接负载运行,可对外直接输出变频交流电;另一套称为控制绕组,经滤波电感与功率变换器相连,用以对电机的有功及无功进行调节。两套绕组无电气连接,易于实现高性能控制。在先期的研究中,已经初步验证了DWIG正常工作时的稳态性能和加卸载特性,但未过多考虑实际应用可能遇到的问题。为充分、全面验证所提出的DWIG变频交流发电系统方案,本文从以下方面进行了深入研究:（1）针对DWIG带不对称负载运行情况,以对称分量法为基础,推导了电机及负载的正、负、零序等效电路,在此基础上实现了DWIG不对称运行时的定量分析,得到了电机参数对于输出电压不对称度的影响。研究表明,DWIG具有较强的带不对称负载运行能力,这是因为笼型转子功能与同步电机阻尼绕组类似,对负序磁场和高次谐波磁场具有很强的抑制作用。（2）针对DWIG两套绕组同时发生对称突然短路的情况,运用解析法给出了短路电流的衰减规律,最大短路电流计算公式及到达时刻。研究结果表明,DWIG瞬态电抗的形式与带阻尼绕组的同步电机直轴超瞬变电抗类似,并与短路电流的峰值成反比关系。本文所得的结果能够有助于深入理解DWIG的瞬态特性,获得的解析公式有助于对发电机突然短路电流进行估算,并为发电系统保护单元和控制器的设计提供理论参考。（3）由于大功率器件开关频率有限,而VFAC的基波频率较高,一般的异步调制（如空间电压矢量调制）引入电机中的偶次谐波电流对发电系统的影响已不能忽略,因此本文利用特定次谐波消除法,针对不同的基波频率段选择不同的半周期开关角,在保证波形质量的同时做到开关频率最低。针对SHEPWM难于实时控制的问题,采用磁链追踪控制对SHEPWM调制进行了改进,保证了系统动态性能,使得SHEPWM可以运用于实时控制中。本文中的低载波比控制方法不仅可以应用于变频交流发电系统,而且同样适用于中频变换器、大功率变换等场合。（4）针对航空变频交流电源中的谐波治理问题,提出了一种并联APF补偿方法。首先设计了一种静止坐标系下的矢量调节器,该调节器实现简单,具有天然的选频性能,其次给出了一种无须谐波电流检测环节的APF控制方法。此外,针对VFAC系统基波频率变化的特点,采用了基于扩展卡尔曼滤波器的基波频率观测方法,利用较低的观测周期,使得观测结果具有优秀的稳态性,并能满足系统动态需求。（5）针对DWIG起动问题,研究了一种基于降阶卡尔曼算法的无速度传感器起动控制策略。首先推导了采用转子磁链定向的DWIG矢量控制系统,并给出了系统解耦控制框图。其次依据最优估计理论,推导出了定子双绕组异步电机的状态方程,并根据系统的状态转移矩阵表达式,对定子双绕组异步电机的状态方程和量测方程进行离散化处理,同时采用泰勒展开原理,给出了定子双绕组异步电机状态方程的线性化表达式,由此得到了定子双绕组异步电机全阶卡尔曼滤波算法的具体实现,随后给出了适用于DWIG的降阶卡尔曼滤波算法。本文的研究完善了DWIG理论体系,对DWIG变频交流发电系统在航空中应用的关键问题给出了具体的解决方案,并为后续基于DWIG的航空电源供电系统研究打下了基础。
焦辉[8]（2017）在《绕线转子无刷双馈电机电磁设计及运行性能研究》文中认为无刷双馈电机是一种新型交流电机,在变速驱动和变速恒频恒压发电方面均具有良好的应用前景。无刷双馈电机的定子由两套具有不同极数的绕组构成,转子采用一套特殊结构转子绕组构成。绕线式转子设计方法比较灵活,合理设计能有效降低转子中的无用谐波,为大容量无刷双馈电机的工业实用奠定了基础。首先本文分析了无刷双馈电机的基本原理和运行方式,推导绕线式无刷双馈电机参数计算公式,并由此建立了电机数学模型。本文对绕线转子无刷双馈电机稳态等效电路及其在单机发电运行时的等效电路做了详细的论述。其次本文在电磁设计方面给出了无刷双馈电机定转子槽配合、极数选择的依据,以及极数配合对电机性能的影响。分析了基于“变极法”和“齿谐波法”设计的绕线式转子绕组,在“齿谐波法”的基础上运用正弦绕组理论设计了一台同心式转子结构无刷双馈电机。论文系统研究了无刷双馈电机单机发电运行的控制策略:标量控制策略、矢量解耦控制策略和基于实验数据的闭环控制策略。最后以Y315为基础,设计了一台64kW船用轴带发电系统所用无刷双馈样机,对样机进行了有限元分析。在样机的基础上建立了船用轴带无刷双馈发电控制系统,仿真和样机实验表明了样机的具有良好的空载和负载运行特性。
王雨婷[9]（2017）在《直升机电源双凸极起动发电机设计方法与效率优化研究》文中提出本文对直升机供电和起动/发电系统的研究与技术现状进行了总结,并对双凸极电机的发展与研究现状进行了概括,表明了双凸极电机起动/发电系统在直升机机载电源系统中有重要应用价值和前景。首先对双凸极起动/发电系统中电机的起动运行与发电运行的工作原理进行了总结,分析了双凸极起动/发电机设计方法和流程,讨论了起动/发电机一体化设计中的主要矛盾问题。进一步研究了气隙、转子极宽与电枢绕组匝数这三个关键参数对起动性能与发电性能的影响规律。推导了两种不同发电方式下的双凸极无刷直流发电机的尺寸方程,并研究得到相关重要系数的取值范围。建立了双凸极电机的非线性变网络磁路模型,讨论了模型建立与求解方法。借助尺寸方程与非线性变网络磁路模型,设计了1台9kW双凸极直流起动/发电机,并建立有限元仿真对设计方案进行了验证与校核。针对低压直流电源系统的特殊要求,指出了双凸极电机电枢绕组股线环流问题,深入分析其产生机理,并提出了3种优化的电枢绕组结构。建立了精细化有限元电机模型,仿真结果说明,优化的电枢绕组结构能够有效抑制双凸极电机的电枢绕组股线环流,并显着提高运行效率。研制了两台双凸极起动/发电机样机,与有刷直流电机一同构建对拖实验平台,完成了实验验证。实验结果表明双凸极无刷直流起动/发电系统结构简单可靠,控制灵活,能够实现起动/发电双功能,并验证了提出的电枢绕组优化方法能够有效抑制电枢绕组股线环流,提高系统运行效率。
马鹏[10]（2016）在《航空无刷同步起动/发电系统的起动控制技术》文中指出航空电源系统的起动/发电双功能一体化是未来的一个重要发展方向。目前,在我国大功率航空无刷交流电源系统中普遍采用的三级式同步发电机均无起动航空发动机的功能,起动发动机一般采用专用的起动机,在这样的航空电源系统中,具有起动和发电两套独立的系统,体积和重量较大、系统复杂、可靠性低。开展三级式同步电机的电动起动特性研究,通过控制其运行在电动状态起动航空发动机,实现航空无刷同步起动/发电一体化系统,即可省去专用的起动系统,减轻机载重量和系统体积,因此具有非常重要的意义。在三级式同步电机的起动过程中,励磁机的励磁控制方式以及主发电机转子的弱励磁、变励磁、励磁脉动特性,会影响主发电机的大转矩平稳输出性能;同时,航空发动机的起动负载特性还会受环境影响产生变化。因此,起动发电系统不仅要有较高的带载起动能力,还要对发动机负载的变化具有较好的适应性。本文以励磁机的励磁特性为突破口,针对主发电机的转子初始位置估算方法、励磁机的励磁控制方法及主发电机的起动控制方法,展开深入细致的研究,提出了一套适用于航空无刷同步起动发电系统中三级式同步电机起动控制的相关方法。首先,针对主发电机转子励磁电流脉动导致电机电感参数及凸极性实时变化,使得应用于传统恒定励磁电机的转子初始位置估算方法不再适用的问题,本文分析了主发电机电枢绕组360°电角度范围内脉冲电压注入方向上的响应电流方程,并结合响应电流对主发电机转子助/去磁特性的影响,推导了能够唯一指示转子正方向的电流曲线方程,并利用数据拟合的方式实现了主发电机的转子初始位置精确检测。该方法改进了传统转子位置检测中先确定转子位置、再确定转子正方向的两步检测方法,同时有效降低了转子励磁电流脉动对检测精度的影响。其次,航空发动机在不同的起动阶段中,均需要起动系统提供满足其起动特性的平滑起动力矩,因此对励磁机的单相交流励磁、直流励磁以及交直流励磁间的切换方式都提出了严酷的技术要求。针对该问题,本文研究了单相交流励磁和直流励磁的归一化矢量解算方法,解决了起动过程中励磁机交直流励磁切换时的电流冲击问题,实现了励磁机由单相交流励磁向直流励磁的平稳切换,提高了主发电机的起动平稳性;在此基础上,为实现主发电机在静止/低速阶段的强励磁能力,提高低速起动力矩,本文结合励磁机分别采用交、直流励磁时的励磁输出特性,提出了励磁机的动态切换励磁控制方法。再次,针对主发电机在转子弱励磁、变励磁以及励磁脉动情况下的大转矩平稳输出控制,以及航空发动机的起动负载特性受环境影响的问题,本文提出一种应用于三级式同步起动发电机中主发电机的电压转矩闭环控制（Voltage Torque Closed-loop Control,VTCC）方法。该方法采用分别控制主发电机控制器输出电压矢量的幅值和矢量角的方式,有效解决了主发电机在静止/低速时的弱励磁状态下难以带大转矩负载起动,同时转子励磁电流脉动及随转速变化的特点影响其输出转矩平稳性的问题;并针对航空发动机的起动负载特性受环境影响的特点,研究了基于自抗扰的转速、电流及矢量角控制方法,有效提高了起动控制系统对发动机负载变化的适应性,实现了主发电机带发动机的平滑起动。最后,设计了三级式同步电机的起动控制系统,研究了主发电机的死区补偿方法,并通过实验验证了本文提出的励磁控制方法及VTCC起动控制方法的有效性,同时还进一步对比研究了主发电机采用传统矢量控制方法以及V/F控制方法时的起动控制性能。实验结果表明,VTCC方法既能够有效抑制转子谐波电流对其控制输出的干扰,又能够实现主发电机电流矢量的有效调节,因此相比矢量控制和V/F控制,都具有更好的带载起动性能。
二、交流同步起动发电机在变频起动中机械特性的分析与计算（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、交流同步起动发电机在变频起动中机械特性的分析与计算（论文提纲范文）
（1）发电电动机励磁回路连线和引线动应力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 发电电动机研究现状 |
| 1.2.2 对电机内结构进行的电磁力计算 |
| 1.2.3 对电机内结构进行的机械力计算 |
| 1.3 本文所做工作 |
| 第2章 基于有限元的电磁力与机械力计算理论分析 |
| 2.1 有限元法的理论基础 |
| 2.2 弹性力学的理论基础 |
| 2.3 磁场力的理论基础 |
| 第3章 磁极连接线的动应力计算与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 针对径向引出、垂直磁轭型(A机组)连接线进行的动应力计算与分析 |
| 3.2.1 A机组发电电动机基本参数 |
| 3.2.2 A机组磁极连接线的三维机械模型及应力计算 |
| 3.2.3 温度对磁极连接线所受机械力的影响 |
| 3.2.4 磁极连接线的电磁力计算 |
| 3.2.5 磁极连接线不同结构参数条件下的应力计算 |
| 3.2.6 磁极连接线疲劳损耗计算 |
| 3.3 针对径向引出、平铺磁轭(B机组)连接线进行的动应力计算与分析 |
| 3.3.1 B机组发电电动机基本参数 |
| 3.3.2 磁极连接线的三维机械模型 |
| 3.3.3 磁极连接线的机械应力计算 |
| 3.3.4 磁极连接线不同结构参数条件下的应力计算 |
| 3.4 针对切向引出、垂直磁轭型(C机组)连接线进行的动应力计算与分析 |
| 3.4.1 C机组发电电动机基本参数 |
| 3.4.2 磁极连接线的三维机械模型 |
| 3.4.3 磁极连接线的机械应力计算 |
| 3.4.4 小结 |
| 第4章 磁极连接件典型结构在不同发电电动机上的适用性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 径向引出、垂直磁轭型(A机组)磁极连接线应用于不同发电电动机的应力计算 |
| 4.3 径向引出、平铺磁轭型(B机组)磁极连接线应用于不同发电电动机的应力计算 |
| 4.4 切向引出、垂直磁轭型(C机组)磁极连接线应用于不同发电电动机的应力计算 |
| 4.5 不同结构类型的磁极连接线对不同转速类型发电电动机的适用性评估 |
| 4.5.1 切向引出、垂直磁轭型磁极连接线对不同转速类型发电电动机的适用性评估 |
| 4.5.2 径向引出、平铺磁轭型磁极连接线对不同转速类型发电电动机的适用性评估 |
| 4.5.3 径向引出、垂直磁轭型磁极连接线对不同转速类型发电电动机的适用性评估 |
| 第5章 磁极引线的动应力计算与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 穿轴铜排型(A机组)励磁引线的动应力计算与分析 |
| 5.2.1 穿轴铜排式(A机组)转子穿轴引线的电磁力计算 |
| 5.2.2 A机组发电电动机转子穿轴引线的机械力计算 |
| 5.2.3 小结 |
| 5.3 穿轴铜棒型(B机组)励磁引线的动应力计算与分析 |
| 5.3.1 穿轴引线的结构 |
| 5.3.2 穿轴引线的机械有限元模型 |
| 5.3.3 穿轴引线的机械应力计算 |
| 5.3.4 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
（2）五相感应电机起动/发电系统起动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 起动/发电系统的概述 |
| 1.3 高压直流起动/发电系统研究现状 |
| 1.3.1 三级式同步电机高压直流起动/发电系统 |
| 1.3.2 开关磁阻电机高压直流起动/发电系统 |
| 1.3.3 双凸极电机高压直流起动/发电系统 |
| 1.3.4 笼型感应电机高压直流起动/发电系统 |
| 1.4 多相感应电机研究现状 |
| 1.5 多相感应电机起动/发电系统研究现状 |
| 1.6 本文主要任务及内容安排 |
| 第二章 五相感应电机起动/发电系统的基本原理 |
| 2.1 多电发动机的特点与关键技术 |
| 2.2 多电发动机起动过程中的机械特性 |
| 2.3 五相感应电机的起动/发电运行过程 |
| 2.4 五相感应电机的数学模型 |
| 2.5 五相感应电机的矢量控制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 五相感应电机的起动控制策略研究 |
| 3.1 定子d-q轴电流解耦 |
| 3.2 定子磁链观测 |
| 3.2.1 定子磁链观测的i-n模型 |
| 3.2.2 定子磁链观测的u-i模型 |
| 3.2.3 起动过程定子磁链观测 |
| 3.3 调节器设计 |
| 3.3.1 转速和磁链调节器设计 |
| 3.3.2 电流调节器设计 |
| 3.4 五相SVPWM算法 |
| 3.5 基于定子磁链定向的起动控制策略 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 多电发动机机械特性模拟方法研究 |
| 4.1 多电发动机机械特性曲线模拟过程 |
| 4.2 多电发动机机械特性模拟方案 |
| 4.2.1 原动机选取 |
| 4.2.2 模拟策略分类 |
| 4.2.3 基于异步电机的机械特性模拟策略 |
| 4.3 仿真分析与验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 实验平台研制及实验研究 |
| 5.1 实验平台整体框架 |
| 5.2 多电发动机机械特性模拟装置设计 |
| 5.2.1 模拟装置的设计方案和构成 |
| 5.2.2 模拟装置硬件配置 |
| 5.2.3 模拟装置软件设计 |
| 5.3 五相感应电机起动/发电系统起动控制器设计 |
| 5.3.1 起动控制器硬件设计 |
| 5.3.2 起动控制器软件设计 |
| 5.4 整体实验平台实物 |
| 5.5 实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作 |
| 6.2 进一步工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
（3）HXN3K型客运内燃机车交流传动系统方案设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外内燃机车电传动系统概况 |
| 1.2.1 国内客运内燃机车 |
| 1.2.2 国外内燃交流传动机车 |
| 1.2.3 牵引传动新技术研究情况 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 内燃机车交流传动系统关键技术分析 |
| 2.1 交流传动基本原理及性能要求 |
| 2.1.1 交流传动系统主电路图 |
| 2.1.2 机车牵引性能要求 |
| 2.2 牵引电机变频调速的基本原理 |
| 2.2.1 坐标系与空间矢量的概念 |
| 2.2.2 异步电机的矢量控制 |
| 2.2.3 磁场定向控制(FOC) |
| 2.3 机车工况控制原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 交流传动系统方案设计 |
| 3.1 传动主拓扑及系统参数匹配 |
| 3.1.1 中间直流环节电压 |
| 3.1.2 牵引轴控架控方案 |
| 3.1.3 牵引电机与变流器之间的匹配 |
| 3.2 主要部件参数设计 |
| 3.2.1 二极管参数设计 |
| 3.2.2 支撑电容参数设计 |
| 3.2.3 IGBT模块的参数设计 |
| 3.3 交流传动系统主要组成 |
| 3.3.1 牵引主发电机 |
| 3.3.2 牵引电机 |
| 3.3.3 牵引变流器 |
| 3.3.4 制动电阻 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 辅助传动系统方案设计 |
| 4.1 辅助传动系统组成 |
| 4.2 交流辅助系统用电设备 |
| 4.3 列车600VDC供电系统 |
| 4.4 主发励磁斩波器 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 微机控制系统设计 |
| 5.1 微机控制系统组成 |
| 5.2 机车微机网络通讯 |
| 5.3 机车微机网络系统功能 |
| 5.4 机车黏着系统控制 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 交流传动系统试验平台设计 |
| 6.1 网测直流可调电源 |
| 6.2 机车网络及变流控制仿真试验平台 |
| 6.2.1 仿真平台的基本组成 |
| 6.2.2 牵引电机(负载电机) |
| 6.2.3 PC监控平台 |
| 6.3 变流器损耗分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）电励磁双凸极电机无位置传感器控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 起动发电机的研究现状 |
| 1.3 DSEM的研究现状 |
| 1.3.1 DSEM的结构优化设计 |
| 1.3.2 DSEM的建模 |
| 1.3.3 DSEM的转矩脉动抑制 |
| 1.3.4 DSEM的故障容错 |
| 1.4 无位置传感器控制技术的研究现状 |
| 1.4.1 SRM无位置传感器控制技术 |
| 1.4.2 BLDCM无位置传感器控制技术 |
| 1.4.3 DSEM无位置传感器控制技术 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 DSEM转子初始位置估计及初始无反转起动技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DSEM的结构及工作原理 |
| 2.2.1 DSEM的基本结构及数学模型 |
| 2.2.2 DSEM的工作原理 |
| 2.3 基于检测脉冲注入的DSEM转子初始位置估计 |
| 2.3.1 转子初始位置估计原理 |
| 2.3.2 注入检测脉冲时长的选取规则 |
| 2.4 基于励磁建压过程的DSEM转子初始位置估计 |
| 2.5 DSEM初始无反转起动技术 |
| 2.6 仿真分析 |
| 2.6.1 基于检测脉冲注入的DSEM转子初始位置估计仿真结果 |
| 2.6.2 基于励磁建压过程的转子初始位置估计仿真结果 |
| 2.6.3 DSEM初始无反转起动仿真结果 |
| 2.7 实验结果 |
| 2.7.1 实验平台介绍 |
| 2.7.2 基于检测脉冲注入的转子初始位置估计实验结果 |
| 2.7.3 基于励磁建压过程的转子初始位置估计实验结果 |
| 2.7.4 DSEM初始无反转起动实验结果 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 DSEM低速无位置传感器起动技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 “三段式”无位置传感器起动技术 |
| 3.2.1 DSEM转子预定位研究 |
| 3.2.2 DSEM外同步起动加速 |
| 3.3 基于两相串联自感比较的无位置传感器起动技术 |
| 3.3.1 转子扇区的估计 |
| 3.3.2 无位置传感器起动技术 |
| 3.3.3 换相误差分析 |
| 3.3.4 起动阶段电磁转矩分析 |
| 3.4 基于当前导通相与换相导通相串联自感比较的无位置传感器起动技术 |
| 3.4.1 转子扇区的估计 |
| 3.4.2 无位置传感器起动技术 |
| 3.4.3 换相误差分析 |
| 3.4.4 起动阶段电磁转矩分析 |
| 3.5 基于两相自感比较的DSEM无位置传感器起动技术 |
| 3.5.1 转子扇区的估计 |
| 3.5.2 无位置传感器起动技术 |
| 3.5.3 换相误差分析 |
| 3.5.4 起动阶段电磁转矩分析 |
| 3.6 三种基于脉冲注入无位置传感器起动技术的对比 |
| 3.6.1 转子位置估计精度对比 |
| 3.6.2 起动阶段电磁转矩对比 |
| 3.6.3 三种起动方法鲁棒性对比 |
| 3.6.4 小结 |
| 3.7 仿真分析 |
| 3.7.1 “三段式”无位置传感器起动技术仿真结果 |
| 3.7.2 基于两相串联自感比较的无位置传感器起动技术仿真结果 |
| 3.7.3 基于当前导通相与换相导通相串联自感比较的无位置传感器起动技术仿真结果 |
| 3.7.4 基于两相自感比较的无位置传感器起动技术仿真结果 |
| 3.8 实验结果 |
| 3.8.1 “三段式”无位置传感器起动技术实验结果 |
| 3.8.2 基于两相串联自感比较的无位置传感器技术起动实验结果 |
| 3.8.3 基于当前导通相与换相导通相串联自感比较的无位置传感器起动技术实验结果 |
| 3.8.4 基于两相自感比较的无位置传感器起动技术实验结果 |
| 3.8.5 三种基于脉冲注入的DSEM无位置传感器起动技术的实验结果对比 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 DSEM无位置传感器起动性能的提高 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于自感曲线几何相似关系的低速起动阶段DSEM转子位置角估计 |
| 4.2.1 DSEM转子位置角估计方法 |
| 4.2.2 串联绕组自感的测量 |
| 4.3 无换相延迟的DSEM无位置传感器起动技术 |
| 4.4 转子位置角估计误差及补偿策略 |
| 4.4.1 非理想线性自感引起的转子位置角估计误差 |
| 4.4.2 基于边界扇区的转子位置角估计误差补偿策略 |
| 4.5 提高电机起动性能的检测脉冲选取方法 |
| 4.6 仿真分析 |
| 4.6.1 无换相延迟的DSEM无位置传感器起动仿真结果 |
| 4.6.2 检测脉冲优化的DSEM无位置传感器起动仿真结果 |
| 4.7 实验结果 |
| 4.7.1 基于自感曲线几何相似关系的DSEM转子初始位置角估计实验结果 |
| 4.7.2 无换相延迟的DSEM无位置传感器起动实验结果 |
| 4.7.3 检测脉冲优化的DSEM无位置传感器起动实验结果 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 DSEM中高速无位置传感器及提前角度换相控制技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于非导通相电压检测的中高速无位置传感器控制技术 |
| 5.2.1 换相点估计原理 |
| 5.2.2 换相阀值的选取方法 |
| 5.2.3 无位置传感器控制下的DSEM提前角度控制 |
| 5.3 DSEM最佳提前换相角的选取 |
| 5.3.1 DSEM最佳提前换相角的计算 |
| 5.3.2 DSEM提前换相角自优化控制 |
| 5.4 基于线电压差的中高速无位置传感器控制技术 |
| 5.4.1 转子位置估计原理 |
| 5.4.2 磁阻反电势产生的换相误差分析 |
| 5.4.3 低通滤波器产生的换相误差分析 |
| 5.4.4 换相续流阶段的电压尖峰对DSEM无位置传感器控制的影响 |
| 5.4.5 换相误差补偿策略 |
| 5.5 两种无位置传感器控制技术的对比 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.6.1 基于非导通相电压检测的无位置传感器控制技术仿真结果 |
| 5.6.2 DSEM提前换相角自优化控制技术仿真结果 |
| 5.6.3 基于线电压差的无位置传感器控制技术仿真结果 |
| 5.7 实验结果 |
| 5.7.1 基于非导通相电压检测的无位置传感器控制技术实验结果 |
| 5.7.2 DSEM提前换相角自优化控制实验结果 |
| 5.7.3 基于线电压差的无位置传感器控制技术实验结果 |
| 5.7.4 全速度范围DSEM无位置传感器运行实验结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作与创新点 |
| 6.2 进一步的工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（5）抽水蓄能机组变频起动暂态过程监测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外抽水蓄能电站发展建设状况 |
| 1.2.2 抽水蓄能机组典型起动方式与比较分析 |
| 1.2.3 监测技术研究现状 |
| 1.2.4 监测算法的研究现状 |
| 1.3 本文所做的主要工作及各章节安排 |
| 2 抽水蓄能机组变频起动暂态过程分析 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 抽水蓄能机组起动特性 |
| 2.3 抽水蓄能机组变频起动暂态过程数学模型 |
| 2.4 机组变频起动过程分析 |
| 2.4.1 机组变频起动过程 |
| 2.4.2 机组起动励磁过程 |
| 2.4.3 机组起动控制过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 变频系统监测方法 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 变频系统数据预处理 |
| 3.2.1 静止变频调速系统谐波抑制 |
| 3.2.2 静止变频调速系统监测数据预处理 |
| 3.3 基于极值优先过零检测的变频系统监测方法 |
| 3.3.1 变频系统极值优先过零检测法 |
| 3.3.2 变频系统半周期求有效值法 |
| 3.4 基于时域分析法的变频系统监测方法 |
| 3.5 变频系统电气参数与暂态特征测量方法 |
| 3.5.1 变频系统电气参数测量 |
| 3.5.2 抽水蓄能机组变频起动暂态参数测量 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 仿真验证及算例分析 |
| 4.1 数字仿真的假设条件和原始数据 |
| 4.2 抽水蓄能机组变频系统监测方法暂态过程仿真 |
| 4.2.1 变频系统监测方法在机组起动数字仿真中的应用 |
| 4.2.2 变频系统监测方法在理想动态情况下的仿真研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 机组起动暂态过程监测系统验证 |
| 5.1 监测系统的体系架构 |
| 5.1.1 硬件体系结构 |
| 5.1.2 软件体系结构 |
| 5.2 系统功能 |
| 5.3 机组起动暂态监测应用实例 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的科研成果 |
| 致谢 |
（6）高速永磁同步电机电磁分析与转子动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 相关技术的研究现状 |
| 1.2.1 高速电机现状 |
| 1.2.2 电源特性分析 |
| 1.2.3 电磁损耗计算 |
| 1.2.4 磁场解析方法 |
| 1.2.5 动力学特性分析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 高速永磁同步电机驱动电源特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 正弦PWM逆变电路输出特性分析 |
| 2.2.1 正弦PWM逆变电路工作原理 |
| 2.2.2 正弦PWM逆变电路谐波计算 |
| 2.3 非正弦PWM逆变电路输出特性分析 |
| 2.3.1 非正弦PWM逆变电路工作原理 |
| 2.3.2 非正弦PWM逆变电路谐波计算 |
| 2.3.3 计算机仿真和实验结果 |
| 2.4 基于谐波注入PWM的纹波电流抑制方法 |
| 2.4.1 谐波注入PWM的实现方法 |
| 2.4.2 纹波电流抑制的实验结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高速同步电机电磁损耗计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高速永磁同步电机电磁损耗计算模型 |
| 3.2.1 高频绕组损耗计算模型 |
| 3.2.2 高频铁心损耗计算模型 |
| 3.2.3 高频转子涡流损耗计算模型 |
| 3.2.4 电磁损耗等效计算模型 |
| 3.3 高速永磁同步电机电磁损耗影响因素分析 |
| 3.3.1 激励电源对电磁损耗的影响 |
| 3.3.2 开关频率对电磁损耗的影响 |
| 3.3.3 调制比对电磁损耗的影响 |
| 3.3.4 过载倍数对电磁损耗的影响 |
| 3.4 高速永磁同步电机电磁损耗的实验验证 |
| 3.4.1 机械损耗分离前实验结果分析 |
| 3.4.2 机械损耗分离后实验结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高速永磁同步电机磁场解析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 无槽高速永磁同步电机磁场计算 |
| 4.2.1 载流线圈组的磁场解析 |
| 4.2.2 电枢反应磁场和励磁磁场 |
| 4.3 有槽高速永磁电机气隙比磁导计算 |
| 4.3.1 复数齿槽解析模型的建立 |
| 4.3.2 复数齿槽模型的保角变换 |
| 4.3.3 气隙比磁导的有限元验证 |
| 4.4 有槽高速永磁同步电机磁场计算 |
| 4.4.1 电枢反应磁场的解析结果和有限元结果 |
| 4.4.2 永磁体励磁磁场的解析结果和有限元结果 |
| 4.4.3 主要性能指标的解析结果和有限元结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高速电机机电耦合转子动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机电耦合转子系统动力学特性研究 |
| 5.2.1 机电耦合转子系统动力学模型 |
| 5.2.2 转子系统的涡动频率和涡动振型 |
| 5.2.3 转子系统的临界速度 |
| 5.3 机电耦合转子系统的临界转速的敏感性分析 |
| 5.3.1 轴承刚度对临界转速的影响 |
| 5.3.2 质量分布对临界转速的影响 |
| 5.3.3 陀螺效应对临界转速的影响 |
| 5.3.4 电磁刚度对临界转速的影响 |
| 5.4 机电耦合转子系统稳态响应和瞬态响应分析 |
| 5.4.1 恒定自转速度时稳态响应分析 |
| 5.4.2 恒定自转加速度时瞬态响应分析 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于双定子绕组异步电机的航空变频交流电源关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 飞机电源的发展过程 |
| 1.1.2 航空电源系统方案 |
| 1.2 DWIG变频交流发电系统研究现状及研究目标 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 DWIG变频交流电源系统的不对称分析 |
| 1.3.2 DWIG变频交流电源系统突然短路分析 |
| 1.3.3 DWIG变频交流电源系统有源电力滤波(APF)研究 |
| 1.3.4 DWIG变频交流电源系统调制技术 |
| 1.3.5 DWIG变频交流电源系统无速度传感器起动技术 |
| 1.4 本文工作安排 |
| 第二章 双定子绕组异步电机不对称运行分析 |
| 2.1 DWIG变频交流发电系统的数学模型及等效电路 |
| 2.1.1 电压及磁链方程 |
| 2.1.2 电磁转矩方程 |
| 2.1.3 机械运动方程 |
| 2.1.4 标幺化 |
| 2.2 DWIG不对称运行研究 |
| 2.2.1 三相四线制不对称负载的多端口网络等效模型 |
| 2.2.2 DWIG正序、序序、零序等效电路模型 |
| 2.2.3 DWIG带不对称负载的完整等效电路模型 |
| 2.2.4 求解过程 |
| 2.2.5 理论计算 |
| 2.2.6 仿真验证 |
| 2.2.7 实验验证 |
| 2.2.8 电机参数对输出电压不平衡的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 DWIG突然短路瞬变分析 |
| 3.1 功率绕组短路电流推导 |
| 3.2 控制绕组短路电流推导 |
| 3.3 功率绕组最大短路电流计算 |
| 3.4 仿真及实验验证 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 变频交流系统有源电力滤波研究 |
| 4.1 变频交流APF系统 |
| 4.2 无谐波检测APF控制方法 |
| 4.2.1 复矢量电流调节器设计及系统控制框图 |
| 4.2.2 电压环设计 |
| 4.2.3 电流调节器参数整定及控制延时补偿 |
| 4.2.4 仿真验证 |
| 4.3 基于电源电流检测的APF方法 |
| 4.4 基波频率观测 |
| 4.4.1 基于卡尔曼滤波器的基波频率观测器 |
| 4.4.2 仿真验证 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 变频交流发电系统双定子绕组异步机低载波比控制技术 |
| 5.1 SHEPWM调制下DWIG发电系统谐波特性 |
| 5.1.1 调制波谐波特性 |
| 5.1.2 发电系统拓扑谐波特性 |
| 5.1.3 仿真验证 |
| 5.2 SHEPWM调制下DWIG闭环控制系统 |
| 5.2.1 SHEPWM闭环控制存在的问题 |
| 5.2.2 FTTC控制与载波比切换 |
| 5.2.3 转差频率控制的FTTC发电系统 |
| 5.3 实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 双定子绕组异步机无速度传感器起动控制研究 |
| 6.1 基于转子磁链定向的DWIG矢量控制方法 |
| 6.1.1 两相旋转坐标系下的DWIG数学模型 |
| 6.1.2 基于转子磁链定向的DWIG控制方法 |
| 6.1.3 DWIG起动发电系统矢量控制的仿真 |
| 6.2 基于EKF的DWIG全阶磁链估计及速度辨识方法 |
| 6.2.1 DWIG状态方程推导 |
| 6.2.2 DWIG状态模型的线性化 |
| 6.2.3 DWIG的降阶EKF算法 |
| 6.3 实验验证 |
| 6.3.1 DWIG起动发电系统矢量控制 |
| 6.3.2 DWIG起动发电系统降阶EKF估计 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 本文主要工作及创新点 |
| 7.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（8）绕线转子无刷双馈电机电磁设计及运行性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 无刷双馈电机的发展历史 |
| 1.2 无刷双馈电机的国内外研究现状 |
| 1.3 无刷双馈电机研究的应用前景 |
| 1.4 本文完成的主要工作内容 |
| 第二章 无刷双馈电机的基本原理 |
| 2.1 无刷双馈电机的工作原理 |
| 2.2 无刷双馈电机的运行方式 |
| 2.2.1 异步运行方式和自启动 |
| 2.2.2 同步运行方式 |
| 2.2.3 双馈调速方式 |
| 2.2.4 发电运行方式 |
| 2.3 无刷双馈电机的定子结构 |
| 2.4 无刷双馈电机的转子结构 |
| 2.4.1 磁阻转子结构 |
| 2.4.2 特殊笼型转子结构 |
| 2.4.3 绕线式转子结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 绕线式无刷双馈电机的数学模型和等效电路 |
| 3.1 无刷双馈电机的通用数学模型 |
| 3.2 绕线式无刷双馈电机的d-q轴数学模型 |
| 3.3 绕线式无刷双馈电机的等效电路 |
| 3.4 无刷双馈电机转矩表达式 |
| 3.5 绕线式无刷双馈电机发电运行等效电路 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 绕线式无刷双馈电机的电磁设计 |
| 4.1 极对数的选择 |
| 4.2 槽配合选择 |
| 4.3 容量选择 |
| 4.4 绕线式无刷双馈发电机转子绕组设计 |
| 4.4.1“齿谐波”法设计原理 |
| 4.4.2 同心式转子结构无刷双馈电机 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 绕线式无刷双馈电机的单机发电控制策略 |
| 5.1 绕线式无刷双馈电机的标量控制策略 |
| 5.2 绕线式无刷双馈电机的矢量控制策略 |
| 5.3 基于实验数据的闭环控制策略 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 绕线式无刷双馈电机的仿真和实验研究 |
| 6.1 样机设计 |
| 6.2 样机本体建模仿真 |
| 6.3 实验测试平台 |
| 6.4 绕线式无刷双馈电机发电系统仿真和实验研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（9）直升机电源双凸极起动发电机设计方法与效率优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直升机供电系统的研究现状 |
| 1.2.1 直流供电系统 |
| 1.2.2 交流供电系统 |
| 1.2.3 混合供电系统 |
| 1.3 航空直流发电与起动/发电系统的研究与技术现状 |
| 1.3.1 有刷直流起动/发电系统技术现状 |
| 1.3.2 三级式直流起动/发电系统研究现状 |
| 1.3.3 异步电机高压直流起动/发电系统研究现状 |
| 1.3.4 开关磁阻起动/发电系统研究现状 |
| 1.3.5 双凸极起动/发电系统研究现状 |
| 1.4 双凸极电机的发展及研究现状 |
| 1.5 课题主要研究内容 |
| 第二章 双凸极起动/发电机的一体化设计 |
| 2.1 系统技术指标与运行原理 |
| 2.1.1 系统技术指标 |
| 2.1.2 系统运行原理 |
| 2.2 双凸极起动/发电机设计流程 |
| 2.3 双凸极起动/发电机一体化设计的关键问题 |
| 2.4 双凸极起动/发电机的设计方法 |
| 2.4.1 尺寸方程 |
| 2.4.2 非线性变网络磁路模型 |
| 2.5 双凸极起动/发电机关键设计参数研究 |
| 2.5.1 气隙 |
| 2.5.2 转子极宽 |
| 2.5.3 电枢绕组匝数 |
| 2.6 9KW双凸极起动/发电机设计案例 |
| 2.6.1 设计参数 |
| 2.6.2 发电性能验证 |
| 2.6.3 起动性能校核 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 双凸极起动/发电机电枢绕组股线环流的分析与研究 |
| 3.1 股线环流产生机理 |
| 3.2 电枢绕组结构优化 |
| 3.3 电枢绕组股线环流仿真分析 |
| 3.3.1 精细化仿真模型 |
| 3.3.2 发电仿真分析 |
| 3.3.3 电动仿真分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 双凸极电机股线环流抑制与起动/发电实验验证 |
| 4.1 样机研制与实验平台建设 |
| 4.1.1 样机研制 |
| 4.1.2 起动控制器研制 |
| 4.1.3 实验平台建设 |
| 4.2 电枢绕组股线环流实验验证与分析 |
| 4.2.1 发电运行 |
| 4.2.2 电动运行 |
| 4.3 起动/发电运行实验验证与分析 |
| 4.3.1 起动运行 |
| 4.3.2 发电运行 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）航空无刷同步起动/发电系统的起动控制技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 三级式同步电机在起动过程中存在的问题 |
| 1.2.1 主发电机的转子初始位置检测问题 |
| 1.2.2 励磁机的励磁控制问题 |
| 1.2.3 主发电机的起动控制问题 |
| 1.3 三级式同步电机的起动控制技术研究现状 |
| 1.3.1 主发电机转子初始位置估算方法研究现状 |
| 1.3.2 励磁机的励磁控制技术研究现状 |
| 1.3.3 旋转整流器工作特性的研究现状 |
| 1.3.4 主发电机起动控制技术研究现状 |
| 1.3.5 航空发动机的电机起动控制性能研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究的问题及解决思路 |
| 1.4.1 主发电机转子初始位置估算方法研究思路 |
| 1.4.2 起动过程中的励磁机励磁控制方法研究思路 |
| 1.4.3 主发电机起动控制方法研究思路 |
| 1.5 论文章节安排及逻辑关系 |
| 1.5.1 论文章节安排 |
| 1.5.2 论文各章节逻辑关系图 |
| 2 主发电机转子初始位置估算方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主发电机在静止状态下的励磁实现方法 |
| 2.2.1 励磁机静止状态下的单相交流励磁模型分析 |
| 2.2.2 励磁机静止状态下的单相交流励磁仿真分析 |
| 2.2.3 励磁机静止状态下的单相交流励磁实验验证 |
| 2.3 主发电机转子初始位置估算方法 |
| 2.3.1 主发电机脉冲电压注入法转子初始位置估算原理 |
| 2.3.2 主发电机脉冲电压响应电流数据的采样、处理方法研究 |
| 2.3.3 主发电机转子初始位置傅里叶分析方法研究 |
| 2.3.4 主发电机转子初始位置α?β?γ 滤波分析方法研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 起动过程中励磁机动态切换励磁控制方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 励磁机励磁特性分析 |
| 3.2.1 励磁机旋转状态下单相交流励磁状态分析 |
| 3.2.2 励磁机旋转状态下直流励磁状态分析 |
| 3.2.3 励磁机交/直流励磁特性的仿真及实验分析 |
| 3.2.4 主发电机的转子励磁特性总结 |
| 3.3 单相交流/直流励磁的归一化矢量解算方法 |
| 3.3.1 H桥逆变器空间矢量调制原理分析 |
| 3.3.2 单相交流励磁矢量调制原理研究 |
| 3.3.3 直流励磁矢量调制原理研究 |
| 3.3.4 励磁方式切换过程的矢量调制原理 |
| 3.3.5 PWM脉宽计算及实验验证 |
| 3.4 励磁机动态切换励磁控制方法及优化 |
| 3.4.1 励磁机的动态切换励磁控制方法的提出 |
| 3.4.2 励磁机PWM死区效应分析及脉宽计算方式选择 |
| 3.4.3 励磁机励磁电流的三参数正弦拟合研究 |
| 3.4.4 三参数正弦拟合的移动窗迭代简化算法 |
| 3.4.5 基于三参数正弦拟合的单相交流励磁死区补偿方法验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 主发电机起动控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 主发电机转矩脉动抑制方法研究 |
| 4.2.1 转子励磁脉动对主发电机电动状态影响分析 |
| 4.2.2 应用于主发电机的SVPWM调制计算方法研究 |
| 4.2.3 主发电机电压转矩闭环控制(VTCC)方法研究 |
| 4.2.4 主发电机采用VTCC方法时电枢谐波电流对稳态输出转矩影响分析 |
| 4.2.5 采用VTCC方法起动航空发动机时的仿真研究 |
| 4.3 基于自抗扰控制的主发电机起动控制优化方法 |
| 4.3.1 自抗扰控制原理 |
| 4.3.2 转速环自抗扰控制器原理设计 |
| 4.3.3 电流环自抗扰控制器原理设计 |
| 4.3.4 电压矢量与转子d轴夹角 θ 自抗扰控制器原理设计 |
| 4.3.5 基于自抗扰技术的航空发动机起动控制策略 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 三级式同步电机起动控制实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 三级式同步电机起动控制系统的设计及优化研究 |
| 5.2.1 三级式同步电机起动控制系统设计 |
| 5.2.2 主发电机死区补偿方法研究 |
| 5.2.3 死区补偿算法的实验验证 |
| 5.3 三级式同步电机起动控制实验研究 |
| 5.3.1 VTCC控制策略的起动控制性能研究 |
| 5.3.2 传统矢量控制方法的起动控制性能研究 |
| 5.3.3 V/F控制方法的起动控制性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间获得的成果及参加的科研工作 |
| 发表的学术论文 |
| 科研获奖 |
| 已授权专利 |
| 已公开专利 |
| 参加科研工作 |
| 致谢 |
四、交流同步起动发电机在变频起动中机械特性的分析与计算（论文参考文献）
- [1]发电电动机励磁回路连线和引线动应力分析[D]. 王涛. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [2]五相感应电机起动/发电系统起动控制研究[D]. 刘路. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [3]HXN3K型客运内燃机车交流传动系统方案设计[D]. 傅鑫. 大连理工大学, 2019(02)
- [4]电励磁双凸极电机无位置传感器控制技术研究[D]. 周兴伟. 南京航空航天大学, 2018
- [5]抽水蓄能机组变频起动暂态过程监测方法研究[D]. 刘鹏凯. 武汉大学, 2017(06)
- [6]高速永磁同步电机电磁分析与转子动力学研究[D]. 于吉坤. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [7]基于双定子绕组异步电机的航空变频交流电源关键技术研究[D]. 庄圣伦. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [8]绕线转子无刷双馈电机电磁设计及运行性能研究[D]. 焦辉. 合肥工业大学, 2017(06)
- [9]直升机电源双凸极起动发电机设计方法与效率优化研究[D]. 王雨婷. 南京航空航天大学, 2017(03)
- [10]航空无刷同步起动/发电系统的起动控制技术[D]. 马鹏. 西北工业大学, 2016(08)